The advancement of phase change materials (PCMs) as potential thermal energy storage (TES) materials for building envelopes holds promise for efficient energy utilization. However, the PCMs have a major drawback during energy storage, which is lower thermal conductivity, leading to inadequate heat transfer performance and energy storage density. The foremost objective is to formulate a nanocomposite by dispersing functionalized multi-walled carbon nanotubes in salt hydrate PCM with the presence of surfactant. A two-step technique is employed to formulate the nanocomposites with different weight concentrations (0.2, 0.4, 0.6 and 0.8 %) of carbon-based nanoparticles and these nanocomposites are thoroughly characterized to explore the thermophysical properties. Resulting the nanocomposite demonstrates a significant improvement in thermal conductivity, increasing by 91.45 %, which can be attributed to the well-developed thermal networks with the PCM matrix. The nanocomposite samples exhibit extreme thermal stability up to 477 °C with a slight enhancement of 4.6 %. Optical investigations further confirmed that the transmissibility of PCM decreased to 8.3 % from 62.8 %, indicating an enhanced absorption capability due to the dark color nature of the nanoparticles. Moreover, the formulated nanocomposite demonstrated both chemical and thermal stability, with negligible changes in melting enthalpy even after 300 cycles of heating and cooling operations. Additionally, a numerical simulation analysis of 2D heat transfer was performed using Energy 2D software to demonstrate the efficacy of thermal conductivity in heat transfer. The thermally energized nanocomposite is suitable for medium-temperature TES applications such as photovoltaic thermal systems, building applications, textiles, electronic cooling, and desalination systems.

Abstract The effective utilization and high‐value bioproducts from agro‐wastes make sense for a sustainable circular economy for agriculture. The article discusses the promising potential of utilizing agro‐wastes to produce high‐value bioproducts, particularly focusing on carbon dots (C‐dots) derived from such wastes. These C‐dots exhibit remarkable fluorescence properties and excellent biocompatibility, making them valuable nanomaterials for various applications. The dual sources of these C‐dots: green precursors sourced from both edible and non‐edible plant‐based materials, and chemical precursors involving acid and non‐acid reagents are highlighted. This diversity in precursor materials underscores the versatility and sustainability of C‐dot production. Importantly, the synthesis of fluorescent C‐dots achieved quickly and directly via hydrothermal carbonization, microwave technique, thermal pyrolysis carbonization, solvothermal technique, and ultrasonic process are review concisely intended for widespread application in fields ranging from bio‐imaging to optoelectronic devices. Furthermore, the article discusses the challenges associated with synthesizing high‐quality C‐dots from agro‐residues, indicating ongoing research efforts in this area. Likewise, key energy specific characteristics like optical, photoluminestic, photosimulated electron transfer, catalytic, mechanical, and carcinogenic attributes are discussed. Despite these energy specific characteristics, various energy applications of C‐dots, including their potential use in light‐emitting diodes, supercapacitors, and photovoltaics are outlined. This highlights the multifaceted nature of C‐dots and their contribution to advancing sustainable practices in agriculture while simultaneously addressing energy needs in various sectors. Overall, the article underscores the importance of leveraging agro‐wastes for the development of innovative and environmentally friendly bioproducts, contributing to the circular economy in agriculture.